21250_fizika_srok_26_fevralya

Мар 13, 2017 // By:maximios // No Comment



 

1. Найти разность фаз колебаний точек М и Р, если известно, что расстояние между точками минимально возможное и что в один и тот же момент времени их смещения происходят в одну и ту же сторону от положения равновесия и равны соответственно ξm/2 и ξm/3, где ξm — амплитуда волны.

 

Дано:

ξm/2

ξm/3

Определить: Δφ

Решение:

Уравнение гармонических колебаний в общем виде

— фаза колебаний, – амплитуда, -циклическая частота.

Тогда для двух точек и

По условию для одного и того же момента времени t1

и

,

Следовательно,

 

Ответ:

 

 

 

4. Между точечным источником монохроматического света и экраном поместили диафрагму с круглым отверстием. Расстояние от отверстия до источника 100 см, а от экрана наблюдений до отверстия 370 см. Если радиус отверстия равен 1,29 мм, то в центре экрана наблюдается максимум. Следующий максимум наблюдается при радиусе отверстия 1,66 мм. Определить длину волны света.

 

Дано:

а=100 см=1 м

b=370 см=3,7 м

r1 = 1,29 мм=1,29Ч10-3 м

r2 = 1,66 мм=1,66Ч10-3 м

 

Найти:

Решение:

 

 

Рис. 6.

 

Максимум освещенности в точке наблюдения Р достигается при нечетном числе зон Френеля, помещающихся в отверстии ирисовой диафрагмы.

Применим формулу для радиуса m-ной и m+2-ной зон Френеля

 

 

(т — номер зоны Френеля; l — длина волны; а и b — соответствен­но расстояния экрана с круглым отверстием от точечного ис­точника и от экрана, на котором дифракционная картина наблюда­ется)

   

Тогда, проводя очевидные преобразования формул, получим выражение для длины волны

 

 

 

      

   

Ответ: длина волны излучения м.

5. На щель шириной 2 мкм падает монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Каков наибольший порядок максимумов, наблюдаемых за щелью, и под каким углом наблюдается максимум наибольшего порядка?

Дано:

а = 2 мкм=2Ч10-6 м

l = 0,6 мкм =6Ч10-7 м

 

Найти: mmax, φmax

Решение:

 

Условие дифракционного максимума при нормальном падении света на щель — , где а- ширина щели, l — длина волны, m порядок спектра..

Наибольшему возможному для наблюдения порядку спектра соответствует наибольший возможный угол дифракции. Наибольший возможный угол дифракции составляет 90о. Следовательно, .

Тогда.

 

 

Так как m может быть только целым числом, то mmax=2, т.е. наибольший возможный для наблюдения порядок спектра равен 2.

Соответствующий угол

 

Ответ: mmax=2,

7. При освещении катода светом с длинами волн сначала 440 нм, а затем 680 нм обнаружили, что запирающий потенциал изменился в 3 раза. Определить работу выхода электрона из катода.

Дано:

U1 =3U2

λ1=440 нм=4,4∙10-7 м

λ2=680 нм=6,8∙10-7 м

Найти: А

Решение:

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

А — работа выхода электрона из металла;

Ек— максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона

Энергия падающего фотона .

Согласно закону сохранения энергии кинетическая энергия электрона равна работе, совершаемой электрическим полем:

Тогда

Следовательно, при увеличении длины волны задерживающее напряжение уменьшается, т.е.

U1 =3U2

 

 

Дж

Переведем А из Дж в эВ: 1эВ=1,6Ч10-19 Дж. эВ

 

 

Ответ: А=1,33 эВ

 

8. Теплопроводящий шар по размеру равен объему Земли. Радиус Земли 6,4 Мм. Удельная теплоёмкость 200 Дж/кг·К, плотность материала шара 5500 кг/м3. Начальная температура Т0 = 300 К. Определить время, за которое шар остынет на 0,001 К. Шар считать абсолютно чёрным.

Решение:

 

По определению полной энергетической светимости: ; здесь – энергия, излучаемая телом площади S за время dt; – количество теплоты, полученной телом массой m при нагреве на dT. По закону Стефана-Больцмана для абсолютно чёрного тела . Тогда , или , откуда . Проинтегрируем это равенство и вынесем постоянные величины за знак интеграла: . Отсюда ,

или: . После преобразований получим: . Поскольку , в числителе можно пренебречь двумя последними слагаемыми, и в знаменателе считать ; тогда .

Масса шара , а площадь поверхности , тогда

Ответ: t=59 суток

12. Покоившееся ядро радона выбросило a -частицу со скоростью 16 Мм/с. В какое ядро превратилось ядро радона? Какую скорость оно получило вследствие отдачи?

 

Опечатка – если это радон, то должно быть

Дано:

 

V1=16 Мм/с=1,6∙107 м/с

Найти: Х, v2

 

 

Решение:

a частица –ядро атома гелия ()

Используя законы сохранения массового числа и электрического заряда, запишем

.

По таблице Менделеева определяем, что элемент Х, стоящий под номером 82свинец (Рb).

 

Из закона сохранения импульса Мм/с=296 км/с

Ответ: ядро изотопа свинца Рb, v2=296 км/с

 

Leave a Comment

Your email address will not be published.